[發明專利]基于晚期信號斜率的脈沖渦流檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 202110168661.5
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112946065B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 殷雪峰;崔建杰;竇鳳杰;程千里;李震;朱永平;鮑光耀
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化青島煉油化工有限責任公司;天津特米斯科技有限公司
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90;G01N27/9013;G01B17/02
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 江鵬飛

1.一種基于晚期信號斜率的脈沖渦流檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：將傳感器探頭(2)放置于管道(1)或包覆層表面，設置各項參數，包括如下小步：

S11：將數據處理終端(4)與脈沖渦流主機(3)相連，根據管道(1)的管徑大小、包覆層厚度、壁厚參數，利用數據處理終端(4)中的核心算法軟件設置檢測的發射頻率和發射電壓，其中發射頻率在0.25-32HZ之間選擇，發射電壓在2-20V之間選擇；

S12：將傳感器探頭(2)與脈沖渦流主機(3)相連，并將傳感器探頭(2)置于管道(1)外表面，等待檢測指令的發出；

S13：利用數據處理終端(4)中的核心算法軟件發出檢測指令，脈沖渦流主機(3)接收到檢測指令后向傳感器探頭(2)發出發射電流，隨后傳感器探頭(2)向被測對象發射信號，并開始接收脈沖渦流檢測信號，脈沖渦流檢測信號表現為隨時間衰減的一組感應電壓值；

S2：前10-20點定點檢測，并將壁厚值及特征值設定為參考值，包括如下小步：

S21：傳感器探頭(2)在被檢對象的第一個位置停留檢測10-20個脈沖渦流信號，將這個位置設置為參考位置；

S22：利用核心算法軟件計算出該位置的10-20個特征值的平均值，設置該平均值為參考特征值C_r；

S23：并利用超聲波測厚儀對測出該位置的壁厚值或根據設計數據設定壁厚值，設置該壁厚值為參考壁厚值d_r；

S3：手持移動傳感器探頭(2)，獲得各待測位置的特征值，包括如下小步：

S4：利用核心算法軟件計算特征值及壁厚值，包括如下小步：

對于位置X，利用核心算法軟件計算得到特征值Cx及壁厚值dx；

C≈π²/μσd²????????????(1)

其中，C為晚期信號斜率，μ為管道(1)的磁導率，σ為管道(1)的電導率，d為管道(1)的壁厚值；

對公式(2)進行修正，得到：

其中，dr為參考區域的壁厚值，為已知量；dx為待測區域的壁厚值，為未知量；Cr和Cx分別為參考區域和待測區域的特征值，α是一個為正整數的系數，當以晚期信號斜率/斜率為特征值時其值接近于0.5，且不受試件的磁導率和電導率的影響；

利用核心算法軟件計算特征值及壁厚值，包括如下具體步驟：

S41：位置X處的脈沖渦流檢測信號表現為一組隨時間衰減的感應電壓值，表示為(Ti，Vi),其中Ti表示衰減時間，Vi表示在Ti檢測到的感應電壓值，i表示時窗號；每個檢測位置X的脈沖渦流檢測信號具有的時窗數為20-124；

S42：脈沖渦流信號的特點為：早期信號幅值大，可達到幾伏級別，晚期信號幅值小，為微伏級別；與壁厚相關的信息體現在晚期信號中；因此需要對脈沖渦流信號進行如下處理:

S421：對位置X處的脈沖渦流信號中的感應電壓值取對數值，得到一組隨時間衰減的感應電壓對數值(T_i，lnV_i)；

S422：對此組數據中的感應電壓對數值進行歸一化處理，即：以時窗1的感應電壓對數值作為基準值，時窗2以后的感應電壓對數值均除以基準值，記為(T_i，W_i)，其中i≥2；

S423：考慮到早期數據與壁厚不相關，去除前8組時窗數據，得到(T_i，W_i)，其中i≥9；

S43：計算W_i-W_i+1,得到一組(W_i-W_i+1)，其中i≥9；

S44：求取最大值(W_i-W_i+1)_max，(W_i-W_i+1)_max對應的時窗號i_max為脈沖渦流信號穿透管道(1)的時窗號，i_max前的幾個時窗即為晚期信號的區間，選取i_max-3到i_max-1三個時窗的脈沖渦流檢測信號作為特征值，即：晚期信號斜率/斜率的計算區間；

S45：計算步驟S63中得到的計算區間三個時窗的(T_i，lnV_i)擬合直線的斜率，并對斜率求絕對值，該斜率絕對值即為待測位置X處的特征值C_x；

S46：根據公式(3)及S3中得到的參考壁厚值d_r，參考特征值C_r和步驟S44中得到的待測位置X處的特征值C_x，得到待測位置X的壁厚值d_x；

S5：以圖形形式顯示檢測區域各位置的壁厚值，獲得缺陷位置，包括如下小步：

其壁厚計算結果將以實時成像結果顯示在核心算法軟件的顯示界面；隨著傳感器探頭(2)的連續移動，將獲得探頭移動中各位置的對應壁厚值，并在核心算法軟件中以圖形的形式顯示出來，通過解讀該圖形，即可找到缺陷位置及缺陷位置的壁厚值。